(57)【要約】      （修正有）【課題】反対側の羽根でなるべく風を受けないようにする従来の消極的な方法と異なり、自動的に羽根を９０°回転させてほとんど風を受けない形状に変化させると共に中間位置にある羽根を４５°傾けて風力の分力により風車の回転を助長することにより非常に高い発電効率を得ようとするものである。【解決手段】風水車回転軸３に取付けられた風水車本体２の周辺部数カ所に長方板形状の羽根４を固定した羽根用軸５を風水車回転軸３に並列して取付けた構造の風水車に於いて、すべての羽根用軸５を回転しうる構造としその取付角度を風水車回転軸３の中心に向くよう羽根用歯車６を噛み合わせを調整することにより風水車本体２に取付けたすべての羽根４の傾斜角を風水車の回転につれて連動させることが出来る可変羽根をもつ風水車の構造。【選択図】図１
2005061392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風水車回転軸３に取り付けられた風水車本体２の周辺部数カ所に長方板形状の羽根４を固定した羽根用軸５を回転軸３に並列して取付けた構造の風水車に於いて、すべての羽根用軸５を回転しうる構造とし、この羽根用軸５に歯数２×Ｎ枚の羽根用歯車６を取付け、この羽根用歯車６を風水車本体２に固定した中間歯車用軸７上を回転する中間歯車８に噛み合わせ、更にこの中間歯車８を風水車架台１に固定した歯数Ｎ枚の停止歯車９に噛み合わせる構造とする。風水車が回転して羽根の内の一枚が〔図１〕のＡの位置に廻ってきて、その羽根４が〔図１〕に示すように風水車回転軸３の中心に向くよう、即ち羽根４が矢印方向の風又は水に直面する状態になった後、風水車本体２が風又は水により９０°時計方向に回転して〔図２〕のＢ点に達する。このとき中間歯車８及び羽根用歯車６は噛み合ったまま、停止歯車９の周りを９０°廻ることにより羽根用歯車６が回転させられて、これに固定した羽根４は〔図２〕のように時計方向に４５°傾く。従って矢印方向の風又は水の分力により風水車の回転は助長される。更に風水車本体２が９０°時計方向に回転して〔図３〕のＣ点に達したとき、噛み合わされた３枚の歯車６，８，９の作動により羽根用歯車６に固定された羽根４は更に時計方向に４５°傾いて〔図３〕のように風水車本体２の周方向に向き、ほとんど風又は水の抵抗を受けない状態になる。更に風水車本体２が９０°時計方向に回転し、〔図４〕のＤ点に達したとき、前記と同じく歯車の作動により羽根４は更に〔図４〕のように時計方向に４５°傾く。従って矢印方向の風又は水の分力により風水車の回転が助長される。更に風水車本体２が９０°時計方向に回転して〔図５〕のＥ点に達したとき、羽根４は更に時計方向に４５°傾き、〔図５〕のように羽根４の方向は風水車回転軸３の中心に向く、即ち羽根が矢印方向の風又は水に直面した状態になる。このように風水車本体２の周辺部に取付けるすべての羽根４にすべて中間歯車８及び羽根用歯車６を取付け、風水車本体２を回転して、すべての羽根４が〔図１〕のＡ点に来る毎に、その取付角度を風水車回転軸３の中心に向くように羽根用歯車６の噛み合わせを調整することにより風水車本体２に取付けたすべての羽根４の傾斜角を風水車の回転につれて〔図１〕より〔図２〕、〔図３〕、〔図４〕、〔図５〕と変動させることが出来る可変羽根をもつ風水車の構造。
【請求項２】
〔請求項１〕の羽根用歯車６、中間歯車８及び停止歯車９の代わりに〔図６〕に示すように羽根用軸５に歯数２×Ｎ枚の羽根用チェインホイール１０を取付け、そして又風水車架台１に固定した歯数Ｎ枚の停止チェインホイール１１を取付け、その間にチェイン１２を掛け合わせた構造とすることにより〔請求項１〕と同様な行動を行いうるようにした可変羽根をもつ風水車の構造
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
【０００１】本発明は小規模の風力発電分野と共に風以外の流体、即ち水流発電分野にも利用できうる。〔従来の技術〕
【０００２】長方板形状の羽根を垂直方向の回転軸に取付けた従来の風車は軸の片側の羽根で風を受けて回転するが、反対側の羽根はなるべく風を受けないよう中凸形状にする程度であり、その差の風力により回転するものであって発電の効率は低いものである。〔発明が解決しようとする課題〕
【０００３】本発明は反対側の羽根でなるべく風を受けないようにする従来の消極的な方法と異なり、自動的に羽根を９０°回転させて風車本体の周方向に向きを変えて、ほどんど風を受けない形状に変化させると共に、中間位置にある羽根を４５°程度傾けて風力の分力により風車の回転を助けることにより高い発電効率を得ることが出来る。〔課題を解決するための手段〕
【０００４】風水車回転軸３に取付けられた風水車本体２の周辺部数カ所に長方板形状の羽根４を固定した羽根用軸５を風水車回転軸３に並列して取付けた構造の風水車に於いて、すべての羽根用軸５を回転しうる構造とし、この羽根用軸５に歯数２×Ｎ枚の羽根用歯車６を取付け、この羽根用歯車６を風水車架台１に固定した中間歯車用軸７上を回転する中間歯車８に噛み合わせ、更にこの中間歯車８を風水車架台１に固定した歯数Ｎ板の停止歯車９に噛み合わせる構造とする。矢印方向の風又は水に直面するように羽根４の方向を風水車回転軸３の中心に向けて〔図１〕のＡの位置に設定した後、風水車が９０°回転すると中間歯車８の軸心は停止歯車９の軸心に対して９０°時計方向に公転し、歯数Ｎ枚の中間歯車８は１８０°時計方向に自転する。このとき羽根用歯車６を中間歯車８に噛み合わしたまま固定しておく。次に羽根用歯車６の軸心を９０°反時計方向に戻すと羽根用歯車６は反時計方向に１３５°自転する。従って１８０°−１３５°＝４５°羽根用歯車６は時計方向に傾き〔図２〕の示す位置にくる。更に風水車本体２が９０°時計方向に回転して〔図３〕のＣ点に達したとき、組み合わされた３枚の歯車６，８，９の作用により羽根４は更に４５°時計方向に傾き〔図３〕のように風水車本体２の周方向に向く。更に風水車本体２が９０°時計方向に回転し、〔図４〕のＤ点に達したとき、前記と同じく歯車の作用により羽根４は更に４５°時計方向に傾き〔図４〕の示す位置にくる。更に風水車本体２が９０°時計方向に回転して〔図５〕のＥ点に達したとき羽根４は更に４５°傾き〔図５〕のように羽根４の方向は風水車回転軸３の中心に向く。このようにして風水車本体２に取付けるすべての羽根４各々に中間歯車８及び羽根用歯車６を取付け、風水車本体２を回転してすべての羽根４が〔図１〕のＡ点に来る毎に、その取付角度を風水車回転軸３の中心に向くよう羽根用歯車６の噛み合わせを調整することにより風水車本体２に取付けたすべての羽根４を最初の羽根と同様に所要の傾斜角に変動させることが出来る。〔作用〕
【０００５】風水車が回転して〔図１〕のＡの位置に羽根４が廻ってきて、その羽根４の方向が〔図１〕に示すように風水車回転軸３の中心に向くとき、矢印方向の風又は水をすべて受けることが出来る。そして羽根４が〔図２〕のＢ点に達したときは４５°傾くが、矢印方向の風又は水の約半分の力を受けることが出来る。更に〔図３〕のＣ点に達したときは羽根４の方向は風又は水の方向を向くため矢印方向の風又は水による抵抗はほとんど生じない、更に〔図４〕のＤ点に達したときは羽根４が４５°傾くが矢印方向の風又は水の約半分の力を受けることが出来る。このように風水車本体２に設けられた多数の羽板はすべて〔図１〕のＡ点に来たときは最大の風力又は水力を受ける。又〔図２〕のＢ点、〔図４〕のＤ点に来たときは約半分の風力又は水力を受けることが出来、非常に高い発電効率を得ることが出来る。〔実施例〕
【０００６】〔図７〕及び〔図８〕は本発明実施の一例を示す。図に示す風水車本体２には４枚の羽根４を備え、この羽根４は羽根用軸５にキー止めされており、下端に２×Ｎ枚の歯をもつ羽根用歯車６を取付けている。そして風水車本体２に回転可能に支えられている。風水車本体２には中間歯車用軸７が堅く固定され、それに中間歯車８が回転自由にに支えられている、又風水車架台１には歯数Ｎ枚の停止歯車９がボルト１３で固定され、完全に風水車架台１と一体となっている。これら３枚の歯車が風水車本体２の平面図〔図８〕より見て一直線になるようにして噛み合わされている。風水車本体２が９０°回転すると中間歯車８の軸心は停止歯車９の軸心に対して９０°時計方向に公転し、中間歯車８の歯数がＮ枚であるときは１８０°時計方向に自転する。このとき、羽根用歯車６を中間歯車８に噛み合わしたまま固定しておく。次に羽根用歯車６の軸心を反対方向に戻すと、羽根用歯車６の歯数が停止歯車９の歯数の２倍、即ち２×Ｎであるから羽根用歯車６は反時計方向に１３５°自転する。従って１８０°−１３５°＝４５°羽根用歯車６は時計方向に傾き〔図１〕より〔図２〕の位置にくる。同様に〔図２〕より〔図３〕、〔図３〕より〔図４〕、〔図４〕より〔図５〕と羽根４はその都度時計方向４５°傾いて時計方向に廻っていく。このとき〔図１〕と〔図５〕と比較すると羽根４は丁度裏返っていることがわかる。前記のとおり風力及び水力は有効に羽根４に受けられて風水車本体２を回転させ、風水車回転軸３に直結した発電機１４を効率よく回転することが出来る。〔発明の効果〕
【０００７】本発明は自動的に羽根４の傾斜角を全面で風力又は水力を受ける状態より反対側でほとんど風力又は水力を受けない状態に変更することにより低速の風又は水のエネルギーを確実に吸収して発電出来る特徴をもつ、従って河川の流水、潮流より発電を行うことも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】、
【図２】、
【図３】、
【図４】及び
【図５】・・・・・本発明の原理の段階的変化を示す説明図
【図６】・・・・・本発明の〔請求項２〕の説明図
【図７】・・・・・本発明実施の一例の縦断面図
【図８】・・・・・同上の平面図
【符号の説明】
１・・・・・風水車架台  ２・・・・・風水車本体  ３・・・・・風水車回転軸  ４・・・・・羽根  ５・・・・・羽根用軸  ６・・・・・羽根用歯車  ７・・・・・中間歯車用軸  ８・・・・・中間歯車  ９・・・・・停止歯車１０・・・・・羽根用チェインホイール１１・・・・・停止チェインホイール１２・・・・・チェイン１３・・・・・取付用ボルト１４・・・・・発電機
【図１】
2005061392.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005061392.tif 000007
【図６】
2005061392.tif 000008
【図７】
2005061392.tif 000009
【図８】
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